Early Life Theories - Hydrothermal Vents

Het is nog steeds onduidelijk hoe het leven op aarde begon. Er zijn veel concurrerende theorieën die variëren van de Panspermia-theorie tot de bewezen onjuiste oer-soep-experimenten. Een van de nieuwste theorieën is dat het leven begon in hydrothermische openingen.

Wat zijn hydrothermische ventilatieopeningen?

Hydrothermische ventilatieopeningen zijn structuren op de bodem van de oceaan die extreme omstandigheden hebben. Er is extreme hitte en extreme druk in en rond deze ventilatieopeningen. Omdat zonlicht de diepten van deze structuren niet kan bereiken, moest er voor het vroege leven een andere energiebron zijn die zich daar mogelijk heeft gevormd. De huidige vorm van de ventilatieopeningen bevat chemicaliën die zich lenen voor chemosynthese - een manier voor organismen om hun eigen energie te creëren vergelijkbaar met fotosynthese die chemicaliën gebruikt in plaats van zonlicht om energie te maken.

De zwaarste omstandigheden

Dit soort organismen zijn extremofielen die in de zwaarste omstandigheden kunnen leven. De hydrothermische ventilatieopeningen zijn erg heet, vandaar het woord "thermisch" in de naam. Ze zijn meestal ook zuur, wat meestal schadelijk is voor het leven. Het leven dat in en nabij deze ventilatieopeningen leeft, heeft echter aanpassingen waardoor ze in deze barre omstandigheden kunnen leven en zelfs gedijen..

Het Archaea-domein

Archaea leeft en bloeit in en nabij deze openingen. Omdat dit domein van het leven vaak als de meest primitieve van organismen wordt beschouwd, is het geen eind om te geloven dat zij de eersten waren die de aarde bevolkten. De omstandigheden zijn precies goed in de hydrothermale ventilatieopeningen om de Archaea in leven te houden en te reproduceren. Met de hoeveelheid warmte en druk in deze gebieden, samen met de beschikbare soorten chemicaliën, kan het leven relatief snel worden gecreëerd en veranderd. Wetenschappers hebben ook het DNA van alle momenteel levende organismen getraceerd tot een gemeenschappelijke voorouder extremofiel die zou zijn gevonden in de hydrothermale openingen.

De soorten in het Archaea-domein worden door wetenschappers ook beschouwd als de voorlopers van eukaryotische organismen. DNA-analyse van deze extremofielen toont aan dat deze enkelvoudige celorganismen eigenlijk meer lijken op een eukaryotische cel en het Eukarya-domein dan de andere eencellige organismen die deel uitmaken van het bacteriedomein.

Eén hypothese begint met Archaea

Een hypothese over hoe het leven evolueerde begint met Archaea in de hydrothermale openingen. Uiteindelijk werden dit soort eencellige organismen koloniale organismen. Na verloop van tijd overspoelde een van de grotere eencellige organismen andere eencellige organismen die zich vervolgens ontwikkelden tot organellen in de eukaryotische cel. Eukaryotische cellen in meercellige organismen konden vervolgens differentiëren en gespecialiseerde functies uitvoeren. Deze theorie over hoe eukaryoten evolueerden van prokaryoten wordt de endosymbiotische theorie genoemd en werd voor het eerst voorgesteld door de Amerikaanse wetenschapper Lynn Margulis. Met veel gegevens om het te ondersteunen, inclusief DNA-analyse die huidige organellen in eukaryotische cellen koppelt aan oude prokaryotische cellen, koppelt de Endosymbiotische theorie de vroege levenshypothese van het leven dat begint in hydrothermale openingen op aarde met moderne meercellige organismen.